細(xì)胞增殖和周期調(diào)控

1、關(guān)于細(xì)胞增殖與周期調(diào)控第一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月教學(xué)目的要求1. 通過(guò)學(xué)習(xí)本章使學(xué)生了解和掌握什么是細(xì)胞周期，細(xì)胞周期各時(shí)期的主要變化以及細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制。2. 減數(shù)分裂與有絲分裂各時(shí)期的特點(diǎn)及兩者的異同。第二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月本章內(nèi)容提要第一節(jié) 細(xì)胞周期概述第二節(jié) 細(xì)胞分裂第三節(jié) 細(xì)胞周期的調(diào)控第三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細(xì)胞周期概述一、細(xì)胞增殖的意義二、 細(xì)胞周期（cell cycle） 三、細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)相及其主要事件四、細(xì)胞周期長(zhǎng)短測(cè)定五、細(xì)胞周期同步化六、特殊的細(xì)胞周期第四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作

2、于2022年6月一、細(xì)胞增殖的意義細(xì)胞增殖(cell proliferation)是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要特征之一,是生物繁育的基礎(chǔ).單細(xì)胞生物細(xì)胞增殖導(dǎo)致生物個(gè)體數(shù)量的增加。多細(xì)胞生物由一個(gè)單細(xì)胞即受精卵分裂發(fā)育而來(lái)，細(xì)胞增殖是多細(xì)胞生物繁殖基礎(chǔ)。成體生物仍然需要細(xì)胞增殖，主要取代衰老死亡的細(xì)胞，維持個(gè)體細(xì)胞數(shù)量的相對(duì)平衡和機(jī)體的正常功能。機(jī)體創(chuàng)傷愈合、組織再生、病理組織修復(fù)等，都要依賴細(xì)胞增殖。第五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、 細(xì)胞周期1. 細(xì)胞周期的概念（concept of cell cycle）：指 從一次細(xì)胞分裂結(jié)束開(kāi)始，到下一次細(xì)胞分裂 結(jié)束所經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程。分為

3、：物質(zhì)積累期（間期或靜止期）和細(xì)胞分裂期。第六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 細(xì)胞周期時(shí)相組成：G1 S G2 M第七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 周期中細(xì)胞（cycling cell）：是指在細(xì)胞周期中連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的細(xì)胞，又稱為連續(xù)分裂細(xì)胞或可育細(xì)胞，如表皮生發(fā)層細(xì)胞、部分骨髓細(xì)胞。 靜止期細(xì)胞（quiescent cell）：指的是暫時(shí)離開(kāi)細(xì)胞周期，停止細(xì)胞分裂，去執(zhí)行一定的生物學(xué)功能，但在適當(dāng)?shù)拇碳は驴芍匦逻M(jìn)入細(xì)胞周期的細(xì)胞，又稱為G0期細(xì)胞或休眠細(xì)胞，如淋巴細(xì)胞、肝、腎細(xì)胞等。 終末分化細(xì)胞：指不可逆地脫離細(xì)

4、胞周期，喪失分裂能力，保持生理機(jī)能活動(dòng)的細(xì)胞，又稱終端細(xì)胞，如神經(jīng)、肌肉、多形核細(xì)胞等。 3. 根據(jù)增殖狀況，細(xì)胞的類(lèi)型第九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞周期中各個(gè)不同時(shí)期及其主要事件1. G1期 與DNA合成啟動(dòng)相關(guān)，開(kāi)始合成細(xì)胞生長(zhǎng)所需要的多種蛋白質(zhì)、RNA、碳水化合物、脂等，同時(shí)染色質(zhì)去凝集。2. S期 DNA復(fù)制與組蛋白合成同步，組成核小體串珠結(jié)構(gòu)第十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. G2期 DNA復(fù)制完成，在G2期合成一定數(shù)量的蛋白質(zhì)和RNA分子4. M期 M期即細(xì)胞分裂期，真核細(xì)胞的細(xì)胞分裂主要包括兩種方式，即有絲分裂(mitosis)和減數(shù)分

5、裂(meiosis)。遺傳物質(zhì)和細(xì)胞內(nèi)其他物質(zhì)分配給子細(xì)胞。第十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四、細(xì)胞周期長(zhǎng)短測(cè)定1. 概述同種細(xì)胞間周期時(shí)間長(zhǎng)短相似或相同；不同種類(lèi)細(xì)胞間，周期長(zhǎng)短差別很大。 S+G2+M 的時(shí)間變化較小，細(xì)胞周期時(shí)間長(zhǎng)短差別在G1期。 部分細(xì)胞的細(xì)胞周期沒(méi)有G1、G2期。第十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 標(biāo)記有絲分裂百分?jǐn)?shù)法（percentage labeled mitoses，PLM）原理：是對(duì)測(cè)定細(xì)胞進(jìn)行脈沖標(biāo)記、定時(shí)取材、利用放射自顯影技術(shù)顯示標(biāo)記細(xì)胞，通過(guò)統(tǒng)計(jì)標(biāo)記有絲分裂細(xì)胞百分?jǐn)?shù)的辦法來(lái)測(cè)定細(xì)胞周期。放射標(biāo)記物為3H或者14C

6、標(biāo)記的TDR。優(yōu)點(diǎn)：可以測(cè)定細(xì)胞周期的總時(shí)間和各階段的時(shí)間，結(jié)果明了易分析。缺點(diǎn)：操作技術(shù)有一定的難度；具有一定的危險(xiǎn)性；同位素的放射性逐漸衰減，誤差較大。第十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 流式細(xì)胞分選儀測(cè)定法(Flow Cytometry)：流式細(xì)胞分選儀是一種快速測(cè)定和分析流體中細(xì)胞或顆粒物各種參數(shù)的大型實(shí)驗(yàn)儀器。第十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、細(xì)胞周期同步化1. 概念：細(xì)胞同步化是指在自然過(guò)程中發(fā)生的，或經(jīng)人為處理造成的細(xì)胞周期的同步化。2. 自然同步化 概念：自然界存在的細(xì)胞周期同步過(guò)程，稱為

7、自然同步化。 類(lèi)型：多核體：粘菌、瘧原蟲(chóng)。 水生動(dòng)物的受精卵：海膽、海參、兩棲類(lèi)。 增殖抑制解除后細(xì)胞的同步分裂：真菌的休眠 孢子移入適宜環(huán)境后，一起發(fā)芽，同步分裂。第十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 人工同步化(1)選擇同步化有絲分裂選擇法：M期細(xì)胞與培養(yǎng)皿的附著性低，振蕩脫 離器壁收集。 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，同步化程度高，細(xì)胞不受藥物的傷害。 缺點(diǎn)：獲得的細(xì)胞數(shù)量少。細(xì)胞沉降分離法：根據(jù)不同時(shí)期的細(xì)胞在體積和重量上存 在差別進(jìn)行分離。 優(yōu)點(diǎn)：可用于任何懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞。 缺點(diǎn)：同步化程度低。第十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 人工同步化(2) 藥物誘導(dǎo)法D

8、NA合成阻斷法G1/S-TdR雙阻斷法：最終將細(xì)胞群阻斷于G1/S交界處。優(yōu)點(diǎn)是同步化效率高，幾乎適合于所有體外培養(yǎng)的細(xì)胞體系。缺點(diǎn)是誘導(dǎo)過(guò)程可造成細(xì)胞非均衡生長(zhǎng).分裂中期阻斷法：通過(guò)抑制微管聚合來(lái)抑制細(xì)胞分裂器的形成，將細(xì)胞阻斷在細(xì)胞分裂中期。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，效率高。缺點(diǎn)是這些藥物的毒性相對(duì)較大.第十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月六、特異的細(xì)胞周期1.爪蟾早期胚胎細(xì)胞的細(xì)胞周期細(xì)胞在成熟過(guò)程已經(jīng)積累了大量的物質(zhì)，不需要臨時(shí)合成物質(zhì)。 G1期、G2期非常短，以至于認(rèn)為細(xì)胞周期只有S期和M期。 子細(xì)胞在G1期、G2期不生長(zhǎng)，越分裂

9、體積越小。 參與細(xì)胞周期的調(diào)控因子和調(diào)控機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期比較一致。第二十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期酵母細(xì)胞的細(xì)胞周期與標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞周期在時(shí)相和調(diào)控方面相似。特點(diǎn)：細(xì)胞周期持續(xù)時(shí)間短； 封閉式細(xì)胞分裂，即細(xì)胞分裂時(shí)核膜不解聚； 紡錘體位于細(xì)胞核內(nèi)； 在一定的環(huán)境下可以進(jìn)行有性繁殖。第二十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 裂殖酵母細(xì)胞周期 第二十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月芽殖酵母細(xì)胞周期 第二十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. 植物細(xì)胞的細(xì)胞周期 植物

10、細(xì)胞周期的時(shí)相和動(dòng)物細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞周期相似，都含有G1、G2、S、M期。 植物細(xì)胞沒(méi)有中心體，但細(xì)胞分裂時(shí)可以正常組裝紡錘體； 植物細(xì)胞的形態(tài)不發(fā)生變化，以形成中間板的形式進(jìn)行胞質(zhì)分裂。第二十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月植物細(xì)胞成膜體的形成 第二十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4. 細(xì)菌的細(xì)胞周期慢生長(zhǎng)細(xì)菌細(xì)胞周期過(guò)程與真核細(xì)胞周期過(guò)程有一定相 似之處。其DNA復(fù)制之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G1期類(lèi)似。分裂之前的準(zhǔn)備時(shí)間與G2期類(lèi)似。再加上S期和M期，細(xì)菌的細(xì)胞周期也基本具備四個(gè)時(shí)期。 細(xì)菌在快速生長(zhǎng)情況下，如何協(xié)調(diào)快速分裂和最基本的DNA復(fù)制速度之間的矛盾。第二十七張

11、，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 細(xì)胞分裂一、細(xì)胞分裂的類(lèi)型二、有絲分裂三、減數(shù)分裂第二十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、細(xì)胞分裂的類(lèi)型細(xì)胞分裂分為無(wú)絲分裂（amitosis） 、有絲分裂（mitosis）和減數(shù)分裂（meiosis）三種類(lèi)型。 無(wú)絲分裂（amitosis）又稱為直接分裂（direct division），由雷馬克（R. Remark）1841年首次發(fā)現(xiàn)于雞胚血細(xì)胞。主要表現(xiàn)為細(xì)胞核伸長(zhǎng)，從中部縊縮，然后細(xì)胞質(zhì)分裂，期間不涉及紡錘體形成及染色體變化，因此稱為無(wú)絲分裂。第二十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 有絲分裂（mitosis

12、）又稱為間接分裂（indirect division），由W. Fleming （1882）年首次發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物及E. Strasburger（1880）年發(fā)現(xiàn)于植物。特點(diǎn)是有紡錘體的出現(xiàn)和染色體的變化，最終子染色體被平均分配到子細(xì)胞，這種分裂方式普遍見(jiàn)于高等動(dòng)植物。 減數(shù)分裂（meiosis）是指染色體復(fù)制一次而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次的分裂方式，是高等動(dòng)植物配子體形成的分裂方式。第三十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、有絲分裂有絲分裂是體細(xì)胞分裂的主要方式，保證了攜帶遺傳信息的染色體一代代以相同的染色體數(shù)目傳遞下去，從而維持了遺傳的穩(wěn)定性。有絲分裂的整個(gè)過(guò)程人為地劃分成分裂間期和分裂期，

13、其中分裂期包括前期、前中期、中期、后期、末期、胞質(zhì)分裂期6個(gè)階段。 分裂間期(interphase) ，包括G1期、S期和G2期，主要進(jìn)行DNA復(fù)制等準(zhǔn)備工作。第三十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月前中期 胞質(zhì)分裂期第三十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(一) 有絲分裂的過(guò)程1. 前期（prophase）染色質(zhì)凝縮：H1組蛋白的磷酸化誘導(dǎo)染色質(zhì)由線形經(jīng)過(guò)螺旋化，折疊和包裝等過(guò)程形成早期染色體結(jié)構(gòu)。 前期末動(dòng)粒形成。 有絲分裂器開(kāi)始裝配，分裂極確定：中心體復(fù)制完成，移 向兩極，參與紡錘體的裝配。 核仁解體：核仁在前期

14、末縮小并消失，rDNA縮回染色體 的次縊痕處。第三十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月前期兩個(gè)中心體向兩極移動(dòng) 第三十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 前中期（premetaphase ） 前中期（premetaphase）是指核膜破裂到染色體排列到赤道板之前的這段時(shí)間。 染色體凝集變粗，形成X形染色體結(jié)構(gòu)，染色體作旋轉(zhuǎn)，震蕩等劇烈運(yùn)動(dòng)。 核膜破裂，以小膜泡的形式分散在細(xì)胞質(zhì)中； 核纖層蛋白的磷酸化使核纖層解聚成核纖層蛋白； 前期紡錘體形成：細(xì)胞核周?chē)募忓N體侵入到細(xì)胞的中心區(qū)，部分紡錘體微管結(jié)合到染色體的動(dòng)粒上。第三十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6

15、月第三十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.中期（metaphase） 中期是指染色體排列到赤道面上，到姊妹染色單體開(kāi)始分向兩極的一段時(shí)間，動(dòng)物染色體呈輻射狀排列。染色體兩邊的牽引力達(dá)到平衡。 主要特征：形成典型的紡錘體（spindle）； 染色體排列在赤道板上。第三十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4. 后期（anaphase）標(biāo)志：兩個(gè)染色單體完全分開(kāi)，向兩極移動(dòng)。當(dāng)染色單體到達(dá)兩極，標(biāo)志后期結(jié)束。后期A，動(dòng)粒微管變短，兩個(gè)染色單體向兩極運(yùn)動(dòng)。后期B，極間微管長(zhǎng)度增加，紡錘體兩極之間的距離逐漸拉長(zhǎng)。第四十張，P

16、PT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5. 末期 染色體到達(dá)兩極； 動(dòng)粒微管消失，極性微管繼續(xù)加長(zhǎng)； 核膜、核仁和部分細(xì)胞器重新裝配。第四十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6.胞質(zhì)分裂（cytokinisis）胞質(zhì)分裂開(kāi)始于細(xì)胞分裂的后期，完成于細(xì)胞分裂的末期。胞質(zhì)分裂開(kāi)始時(shí)，在赤道板周?chē)?xì)胞膜及相應(yīng)的胞質(zhì)開(kāi)始下陷，形成環(huán)形縊縮，稱為分裂溝(furrow)。分裂溝逐漸加深，直至兩個(gè)子代細(xì)胞完全分開(kāi)。胞質(zhì)分裂可簡(jiǎn)單歸納為4個(gè)步驟：分裂溝位置確定、肌動(dòng)蛋白聚集和收縮環(huán)形成、收縮環(huán)收縮、收縮環(huán)處細(xì)胞膜融合形成兩個(gè)子細(xì)胞。第四十三張，P

17、PT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(二)、參與細(xì)胞分裂的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)1. 中心體(centrosome)2. 動(dòng)粒(kinetochore)與著絲粒(centromere)3. 紡錘體(splindle)第四十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中心體（centrosome）中心體是動(dòng)物細(xì)胞中的主要的微管組織中心。它由一對(duì)相互垂直的中心粒（centrioles）及其周?chē)幕|(zhì)構(gòu)成。中心粒由微管構(gòu)成，呈圓筒狀結(jié)構(gòu)，外圍基質(zhì)的主要成分是微管蛋白。中心體和外圍的微管合成為星體，星體參與紡錘體的裝配。中心體周期（centrosome cycle）：G1期末復(fù)制；G2期移向細(xì)胞兩極，并組織星

18、體和紡錘體；細(xì)胞分裂結(jié)束，分布在兩個(gè)子細(xì)胞中。 第四十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Centrosome cycle第四十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月動(dòng)粒與著絲粒 著絲粒：是指染色體主縊痕部位的染色質(zhì)，它把姊妹染色體 單體連接在一起，并把染色體分成兩個(gè)臂。 動(dòng)粒：是位于著絲粒兩側(cè)由蛋白質(zhì)構(gòu)成的三層盤(pán)狀或球狀結(jié) 構(gòu)。和紡錘體相連，與染色體的向極移動(dòng)有關(guān)。 動(dòng)粒的結(jié)構(gòu)：內(nèi)層（著絲粒染色質(zhì)） 中層（細(xì)纖維橫跨） 外層（微管）第四十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月紡錘體（spindle） 概念（conc

19、ept）：由微管和微管蛋白組成的參與染色體向極移 動(dòng)的紡錘式的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)組成：動(dòng)粒微管：一端和中心體相連，另一端和動(dòng)粒相連。 極性微管：一端和中心體相連，另一端游離或者是 相互搭橋。 裝配：微管在中心體周?chē)难b配： 微管蛋白 中心體的分離：移動(dòng)素類(lèi)蛋白（KRPs） 胞質(zhì)動(dòng)力蛋白（dynein）第四十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月紡錘體的形態(tài)結(jié)構(gòu)第五十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月紡錘體的裝配第五十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(三)、細(xì)胞分裂過(guò)程中染色體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)制1. 染色體列隊(duì)牽拉假說(shuō)：染色體向赤道板方向運(yùn)動(dòng)，是由于動(dòng)粒微管牽拉的結(jié)果。動(dòng)粒

20、微管越長(zhǎng)，拉力越大，當(dāng)來(lái)自兩極的動(dòng)粒微管的拉力相等時(shí)，染色體被穩(wěn)定在赤道板上。外推假說(shuō)：染色體向赤道板方向的移動(dòng)，是由于星體的排斥力將染色體外推的結(jié)果。染色體距離中心體越近，星體對(duì)染色體的外推力越強(qiáng)，當(dāng)來(lái)自兩極的推力達(dá)到平衡時(shí)，染色體被穩(wěn)定在赤道板上。第五十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月正端正端第五十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2. 染色體的分離(1) 后期A，微管去聚合假說(shuō) 動(dòng)粒微管不斷解聚縮短,造成將染色體拉向兩極。微管的正端插入動(dòng)粒的外層,微管蛋白分子與動(dòng)粒蛋白分子有親和性,微管蛋白在此端去組裝。在動(dòng)粒中,ATP分子水解可以提供能量,驅(qū)動(dòng)微管上的馬達(dá)分子

21、向極部移動(dòng),拉動(dòng)染色體向極移動(dòng)。(2) 后期B，紡錘體微管滑動(dòng)假說(shuō) 極-極分離是由極微管的兩種不同類(lèi)型的變化引起的。首先,極微管在+端添加微管二聚體進(jìn)行聚合延長(zhǎng)，使兩極的極微管產(chǎn)生重疊的帶(overlap zone)。然后極微管產(chǎn)生滑動(dòng)，產(chǎn)生將兩極分開(kāi)的力。第五十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第五十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月概念：減數(shù)分裂是細(xì)胞僅進(jìn)行一次DNA復(fù)制，隨后進(jìn)行兩次分裂，染色體數(shù)目減半的一種特殊的有絲分裂發(fā)生分裂的細(xì)胞：生殖細(xì)胞進(jìn)行的產(chǎn)生配子的

22、分裂過(guò)程，其結(jié)果是產(chǎn)生了染色體組數(shù)目減半的配子三、減數(shù)分裂第五十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月減數(shù)分裂間期：S期持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，并且DNA進(jìn)行不 完全復(fù)制，復(fù)制總量的99.7%99.9%。減數(shù)分裂分裂期：減數(shù)分裂期：前期、前中期、中期、后期、末期和胞質(zhì)分裂期等6個(gè)階段。 減數(shù)分裂期：前期、前中期、中期、后期、末期和胞質(zhì)分裂期等6個(gè)階段。(一)減數(shù)分裂的過(guò)程第五十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月前期所發(fā)生的主要變化主是合成一定量的RNA和蛋白質(zhì)，并進(jìn)行染色體配對(duì)和基因重組。根據(jù)細(xì)胞形態(tài)的變化分為：細(xì)線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期5個(gè)階段。前期 I第六十張，P

23、PT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(1) 細(xì)線期染色質(zhì)凝集，顯微鏡下呈細(xì)絲狀，分辨不出兩條染色單體，細(xì)纖維狀的染色體上分布有念珠狀的染色粒。在這個(gè)時(shí)期，由于染色體細(xì)線交織在一起，偏向核的一方，所以又稱為凝線期（synizesis）。染色體端粒通過(guò)接觸斑和核膜相連，而其它部分以半環(huán)狀延伸到核基質(zhì)中，對(duì)于接觸斑位于細(xì)胞核一側(cè)的物種來(lái)說(shuō) 形似花束，稱為花束期（bouquet stage）。 (2) 偶線期（zygotenen） 同源染色體配對(duì)，形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體。在光鏡下可以看到兩條結(jié)合在一起 的染色體，稱為二價(jià)體（bivalent）。每一對(duì)同源染

24、色體都經(jīng)過(guò)復(fù)制，含四個(gè)染色單體，所以又稱為四分體。 合成偶線期DNA（zygDNA）。第六十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(3) 粗線期（pachytene）染色體進(jìn)一步濃縮，變粗變短，結(jié)合緊密，在光鏡下只 在局部可以區(qū)分同源染色體。重組節(jié)形成，染色體發(fā)生交換和重組。合成一小部分未合成的DNA（P-DNA），保持染色體的完整性，防止斷裂。合成減數(shù)分裂期專用的組蛋白，并把體細(xì)胞類(lèi)型的組蛋白部分或全部置換下來(lái)。第六十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(4)雙線期（di

25、plotene）聯(lián)會(huì)的同源染色體相互排斥、開(kāi)始分離，但在交叉點(diǎn) （chiasma）上還保持著聯(lián)系。 染色體進(jìn)一步縮短，在電鏡下看不到聯(lián)會(huì)復(fù)合體。 (5)終變期（diakinesis） 交叉向端部移動(dòng)，發(fā)生端化，二價(jià)體顯著變短，并向核周邊移動(dòng)，在核內(nèi)均勻散開(kāi)，是觀察染色體的良好時(shí)期。 核仁消失，核膜解體。 中心體復(fù)制完成，并開(kāi)始移向兩極。第六十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月中期同源染色體的每一對(duì)姊妹染色單體在著絲粒處并連在一起，1對(duì)動(dòng)粒朝向同一極，同源染色體的兩個(gè)染色體通過(guò)動(dòng)粒微管分別連向不同的極。四分體逐漸向赤道方向移動(dòng)，最終排列在赤道面上。第六十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作

26、于2022年6月后期同源染色體的 兩個(gè)染色體分離，分別移向一極。每極的染色體數(shù)比親代細(xì)胞減少了一半，為1n。第1染色體為1二分體，仍由2條染色單體組成，因而每極的DNA含量仍是2C（C代表1個(gè)基因組或單倍的DNA量）。第六十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月末期，胞質(zhì)分裂和減數(shù)分裂間期細(xì)胞進(jìn)一步的變化主要有兩種類(lèi)型：染色體到達(dá)兩極，并逐漸進(jìn)行去凝集。核被期重新裝配，形成兩個(gè)子細(xì)胞核。此時(shí)的間期細(xì)胞不再進(jìn)行DNA復(fù)制，稱為減數(shù)分裂間期；細(xì)胞進(jìn)入末期后，不是完全回復(fù)到間期階段，而是立即準(zhǔn)備進(jìn)行第二次減數(shù)分裂。第一次分裂后，產(chǎn)生2個(gè)細(xì)胞。有的生物細(xì)胞質(zhì)不分裂。 第六十九張，PPT共一百零

27、二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第七十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月遺傳物質(zhì)只復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，導(dǎo)致染色體數(shù)目減半S期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)同源染色體在減數(shù)分裂期I(MeiosisI)配對(duì)聯(lián)會(huì)、基因重組減數(shù)分裂同源染色體配對(duì)排列在中期板上，第一次分列時(shí)，同源染色體分開(kāi)(二) 減數(shù)分裂的特點(diǎn)第七十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(三) 減數(shù)分裂和有絲分裂的比較有絲分裂是體細(xì)胞的分裂方式，減數(shù)分裂主要是產(chǎn)生配子的過(guò)程;有絲分裂是一次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，分裂一次，染色體由2n2n；減數(shù)分裂是兩次細(xì)胞周期，DNA復(fù)制一次，

28、細(xì)胞分裂兩次,，染色體由2n1n；有絲分裂中，每個(gè)染色體是獨(dú)立活動(dòng)；減數(shù)分裂,染色體要配對(duì)、聯(lián)會(huì)、交換和交叉。有絲分裂之前，經(jīng)DNA合成，進(jìn)入G2期，才進(jìn)行有絲分裂；減數(shù)分裂之前，DNA合成時(shí)間很長(zhǎng)(99.7%合成,0.3%未合成)，一旦合成，即進(jìn)入減數(shù)分裂期，G2期短或沒(méi)有；有絲分裂時(shí)間短，1-2小時(shí)；減數(shù)分裂時(shí)間長(zhǎng)，20多小時(shí)至幾年。第七十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(四)減數(shù)分裂的生物學(xué)意義有絲分裂確保世代間遺傳的穩(wěn)定性；增加變異機(jī)會(huì)，確保生物的多樣性，增強(qiáng)生物適應(yīng)環(huán)境變化的能力；減數(shù)分裂是生物有性生殖的基礎(chǔ)，是生物遺 傳、生物進(jìn)化和生物多樣性的重要基礎(chǔ)保證。第七十四張

29、，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 細(xì)胞周期的調(diào)控一、細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn)二、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用三、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控第七十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、細(xì)胞周期中的檢驗(yàn)點(diǎn) 1. G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)：start點(diǎn)或R點(diǎn)，控制細(xì)胞由靜止?fàn)顟B(tài)的G1進(jìn)入 DNA合成期，檢查DNA是否損傷？細(xì)胞外環(huán)境是否適宜？ 細(xì)胞體積是否足夠大？2. S期檢驗(yàn)點(diǎn)：DNA復(fù)制是否完成？3. G2/M檢驗(yàn)點(diǎn)：是決定細(xì)胞一分為二的控制點(diǎn)，檢查DNA是否損傷？細(xì)胞體積是否足夠大？ 4. 中-后期檢驗(yàn)點(diǎn)（紡錘體組裝檢驗(yàn)點(diǎn)）第七十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Four checkpo

30、ints第七十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、MPF的發(fā)現(xiàn)及其作用1. 概念：成熟促進(jìn)因子(maturation promoting factor，MPF）,早期稱為M-期促進(jìn)因子(M-phase promoting factor, MPF)，是指M期細(xì)胞中存在的促進(jìn)細(xì)胞分裂的因子。2. MPF的發(fā)現(xiàn)第七十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、MPF的發(fā)現(xiàn)及組成把M期細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)注射到卵細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)卵細(xì)胞成熟分裂，繼續(xù)用該卵細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)誘導(dǎo)新的卵細(xì)胞，仍然可以促進(jìn)卵細(xì)胞成熟分裂。因而他們推測(cè)M期細(xì)胞中必然有一種物質(zhì)可以誘導(dǎo)卵細(xì)胞成熟分裂，即促細(xì)胞成熟因子（ma

31、turation promoting factor, MPF）。第七十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月cdc基因第八十張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第八十一張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月周期蛋白（cyclin）第八十二張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月CyclinsA2B1CDECln3FGDestruction Box R 42PESTPESTPEST PEST PEST 48 kDa48 kDa33 kDa32 kDa44 kDa66 kDa87 kDa29 kDathe molecular features of CyclinsCYCL

32、IN BOX第八十三張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3. MPF的結(jié)構(gòu)組成 是由兩個(gè)不同的亞基組成的異質(zhì)二聚體:催化亞基：是絲氨酸/蘇氨酸型蛋白激酶，其活性有賴于周期蛋白，故蛋白稱為周期依賴性蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinases,Cdks);調(diào)節(jié)亞基：周期蛋白(cyclin)。第八十四張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月不同類(lèi)型的周期蛋白激酶復(fù)合體脊椎動(dòng)物芽殖酵母CyclinCDKCyclinCDKG1-CDKCyclin D*CDK4 、6Cln 3CDK1(CDC28)G1/S-CDKCyclin ECDK2Cln 1、2CDK1(

33、CDC28)S-CDKCyclin ACDK2Clb 5、6CDK1(CDC28)M-CDKCyclin BCDK1(CDC2)Clb 1-4CDK1(CDC28)周期蛋白的結(jié)構(gòu)第八十五張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 不同的周期蛋白與不同的CDK結(jié)合，調(diào)節(jié)不同的CDK激酶的活性。第八十六張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三、細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)控G2/M期轉(zhuǎn)化與CDK1激酶的關(guān)鍵性調(diào)控作用 首先依賴于周期蛋白B含量的積累。第八十七張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月MPF Cdk=M-CdK= CdK1(CDK1)=cdc2 kinase MPF cyclin=M-cyclin=CyclinB,濃度隨細(xì)胞周期變化而變化CAK=CDK1-Activiting Kinase, 細(xì)胞進(jìn)入G2 期，CyclinB濃度及活性升高，它與CDK1結(jié)合，使CDK1的活性位點(diǎn)暴露出來(lái)，此時(shí)CAK進(jìn)一步磷酸化CDK1，但是由于CDK分子內(nèi)尚有另外兩個(gè)抑制性位點(diǎn)被Wee1磷酸化，使CDK1仍處于抑制狀態(tài)，屬于負(fù)調(diào)控。第八十八張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 到G2 期末，磷酸酶cdc25使CDK1的兩個(gè)抑制性位點(diǎn)去磷酸化，解除了Wee1的抑制作用，使CDK1有活性，屬于正調(diào)控。CAKWeelcdc25第八十九張，PPT共一百零二頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月調(diào)節(jié)性激